Problemer med Augmented Reality

Det har lenge virket som utvidet virkelighet eksisterer i den virtuelle virkelighetens skygge. Ideen om å besøke fullstendig virtuelle verdener atskilt fra vår egen har lenge fanget publikums fantasi og tatt forrang fremfor «utvidelsen» av vår eksisterende verden. På den annen side har utvidet virkelighet lenge hatt mange praktiske anvendelser i bedriftsmiljøer, for eksempel industriell produksjon. Dette kan føre til at brukere blir kjent med teknologien på jobben, noe som potensielt kan føre til en økning i bruk av utvidet virkelighet for forbrukere hjemme.

Teknologiforskningsfirmaet Gartner spår at virtuell virkelighet vil nå masseadopsjon innen 2020 til 2023 , mens det spår masseadopsjon av utvidet virkelighet noen år utover det. Det betyr at det potensielt vil ta et tiår før vi ser storstilt bruk av utvidet virkelighet, noe som virker som en logisk konklusjon.

Både virtuell virkelighet og utvidet virkelighet har tekniske problemer å løse. Augmented reality deler nesten alle de samme problemene med virtual reality-opplevelser, men har tilleggsproblemene å løse med datasyn for å oppdage objekter fra den virkelige verden, unike skjermformfaktorer på transparente skjermer (hvis du ikke bruker et videokamera som pass-through), digitalt objekt plassering, låsing av digitale hologrammer på plass i den virkelige verden og mye mer.

Augmented reality: Formfaktorer og førsteinntrykk

Augmented realitys største forsøk på å ta igjen den virtuelle virkeligheten og tre inn i rampelyset til offentlig bevissthet kan også vise seg å være en av de største problemene den har å kjempe med. For å oppleve virtuell virkelighet må brukere kjøpe ekstra periferiutstyr, for eksempel kostbare hodesett og datamaskiner for å drive dem. Tilføyelsen av utvidet virkelighet til standard mobile enheter legger umiddelbart en form for utvidet virkelighet i hundrevis av millioner av brukeres hender.

Den opplevelsen av utvidet virkelighet er imidlertid langt mindre enn optimal. Ingeniørene hos Apple og Google har gjort en forbløffende jobb med å bringe en utvidet virkelighet-opplevelse til enheter som ikke er bygget primært for det formålet, men de fleste forbrukeres første erfaring med utvidet virkelighet vil være begrenset til hva en mobilenhet kan levere.

Som det sies, du får aldri en ny sjanse til å gjøre et førsteinntrykk. Hvis brukere har en utvidet virkelighetsopplevelse av lav kvalitet på sine mobile enheter, kan de i stor grad assosiere den opplevelsen med utvidet virkelighet generelt og avvise teknologien helt som bare så avansert som det en mobil utvidet virkelighetsopplevelse kan gi. De kan da avvise mylderet av andre formfaktorer som eksisterer for å levere en potensielt overlegen utvidet virkelighetsopplevelse.

Augmented reality: Kostnader og tilgjengelighet

Løsningen på "førsteinntrykk"-problemet er et eget problem. Selv om en rekke augmented reality-hodesett og briller ser ut til å være under utvikling, er bare noen få utvalgte tilgjengelige for kjøp i 2018, og de fleste er rettet mot bedrifter, er «utviklerutgaver» eller er generelt ikke klare for offentlig forbruk.

Pluss, i motsetning til virtuell virkelighet, som en rekke rimelige hodesett er tilgjengelige for, kan maskinvare for augmented reality-hodesett/briller lett koste tusenvis av dollar, noe som setter dem utenfor rekkevidden for alle unntatt de mest dedikerte innovatørene eller tidlige brukere. Denne kostnadsforskjellen kan bidra til å forklare hvorfor utvidet virkelighet sin masseadopsjon er estimert til å være noen år lenger unna enn virtuell virkelighet.

Augmented reality, og augmented reality-headset spesifikt, eksisterer veldig mye i det tidlige stadiet av adopsjon, Innovators-stadiet. Det kan være utfordrende for teknologier å overvinne pukkelen til Early Adopters og krysse avgrunnen for å nå forbrukeradopsjonsstadiet i Early Majority.

Den opplevde nytten av utvidet virkelighet

Den beste maskinvaren i verden betyr ingenting hvis den ikke er ledsaget av fantastisk programvare. Publikum virker fascinert av løftet om utvidet virkelighet, men mange er ikke helt sikre på hva de skal bruke det til. Mange mennesker forstår fordelene med virtuell virkelighet, fordi det å kunne sette seg inn i en fullstendig virtuell verden har blitt utforsket i relativ dybde av populære medier. Augmented reality, på den annen side, har holdt seg litt mer under radaren, noe som gjør det vanskelig for publikum å se for seg hvordan den skal brukes.

Dette kan være et kylling-eller-egg-scenario. Programvareutviklere ønsker ikke å bygge programvare for maskinvare som ikke har nådd visse forbruksnivåer, og forbrukere ønsker ikke å kjøpe maskinvare som ikke har en bred base av applikasjoner de kan bruke. Brukere trenger en overbevisende grunn til å kjøpe disse enhetene.

Det vil sannsynligvis ta noen få driftige programvareutviklere til å lage noen "må-ha"-applikasjoner som vil drive forbrukeradopsjon. Selv om veien for disse programvareutviklerne ikke vil være godt tilbakelagt, vil de som lager de første «killer-applikasjonene» for august bli belønnet.

Det finnes allerede en rekke utvidet virkelighet-applikasjoner som viser akkurat hva utvidet virkelighet er god til.

Augmented reality og sporing

En av de største egenskapene til utvidet virkelighet er muligheten til å plassere digitale objekter i det tredimensjonale, virkelige verdensrommet. Plassering av et objekt er moderat enkelt å gjøre ved å bruke en markør fra den virkelige verden for å indikere hvor objektet skal gå, men det endelige målet for mange utvidede virkelighetsapplikasjoner er markørløs sporing.

Eksemplet nedenfor viser et eksempel på markørbasert utvidet virkelighet. Markørbasert utvidet virkelighet krever at en spesifikt utformet markør plasseres i det virkelige verdensrommet for kameraene/datasynet å orientere seg etter. I dette eksemplet har en papirutskrift av en QR-kode blitt lagt på bordet, og utvidet virkelighet-programvaren plasserer det digitale hologrammet til en kube oppå den. Markørbasert utvidet virkelighet kan gi en veldig solid base å spore fra, fordi datasynet ikke trenger å være like sofistikert som sporing uten markør. Den må bare gjenkjenne markøren.

Markørbasert utvidet virkelighet.

Et av begrepene du vil høre kastet rundt når du diskuterer utvidet virkelighet er datasyn. Datasyn er et bredt fagfelt, men i sammenheng med utvidet virkelighet beskriver det vanligvis hvordan en datamaskin kan forstå miljøet den ser via digitalt bilde eller video.

Datasyn som kan håndtere utvidet virkelighet uten markør er teknologisk vanskelig fordi det krever en kompleks forståelse av 3D-rom i den virkelige verden. Hjernen vår kan se en scene og enkelt skille mellom en vegg, et vindu og en døråpning, men en datamaskin vil bare se en samling piksler, uten at en piksel er mer meningsfull enn den andre. Datasyn beskriver hvordan en datamaskin kan ta en samling piksler og forstå hva de betyr. For eksempel, gitt et bilde av en tabell, vil datasyn tillate applikasjonen å ikke bare gjenkjenne den som en samling piksler, men også identifisere den som et objekt i 3D-rom med en høyde, bredde og dybde.

Selv på systemer som kan utføre behandlingen som kreves for markørløs utvidet virkelighet, kan det oppstå forsinkelser mens behandlingen skjer. Noen forstørrede virkelighets enheter er raskere enn andre ved å behandle miljøet (med HoloLens utfører særlig godt i denne forbindelse), men mange utvidet virkelighet anordninger lider av noen mengde av sporer latens (forsinkelse). Flytt mobilenheten eller endre hodeposisjonen raskt nok, og du kan se en viss forskyvning av de digitale hologrammene plassert i det fysiske rommet, selv på de beste enhetene fra den nåværende generasjonen.

I den virkelige verden, men hvis du observerte en stol som endret posisjon eller glir over gulvet når du snudde hodet, ville du anta at huset ditt var hjemsøkt. Disse sporingsproblemene er fortsatt en vanlig forekomst i utvidet virkelighetsopplevelser i dag.

Å få sporing riktig er en av de største utfordringene utvidet virkelighet står overfor, men en som vil gå langt mot å opprettholde illusjonen av en brukers digitale gjenstander som eksisterer i det fysiske rommet. Forvent at neste generasjon enheter gjør sporing til en prioritet og forbedrer den nåværende generasjonen sporingsteknologi.

Augmented reality: Synsfelt

Synsfelt (FOV) refererer til rommet der digitale hologrammer kan vises. For eksempel er FOV for mobil utvidet virkelighet mengden synlig plass på enhetens skjerm. Enhetsskjermen fungerer som ditt vindu inn i augmented reality-verdenen. Se bort fra dette vinduet inn i det digitale, og du vil bare se den virkelige verden, der ingen hologrammer eksisterer.

På noen nåværende augmented reality-hodesett/-briller dekker den digitale FOV-en vanligvis bare et veldig lite område innenfor visiret eller brillene, ikke hele det synlige området. Dette gir effekten av å se inn i den virtuelle verdenen gjennom et lite vindu eller brevspor.

I likhet med å se gjennom et bokstavspor, vil hologrammene bare vises i området du markerer som synlig hologram. Enhver del av hologrammet som faller inn i området du markerer hologrammet som ikke synlig, vil bli kuttet av på det punktet. Som du kan se, har et hodesett med en smal FOV en mye vanskeligere tid med å tilby samme nivå av nedsenking som et hodesett med en større FOV.

Det er klart at en større FOV er å foretrekke fremfor en mindre. Hvis de holografiske bildene bare vises i et lite vindu, er det lett å bli trukket ut av opplevelsen når du ser at hologrammene blir kuttet av i FOV-en din. Meta 2 ser ut til å ha den største FOV av den nåværende batchen med hodesett, og krever en 90-graders FOV, men alle har en lang vei å gå før de nærmer seg FOV-en til det menneskelige øyet (omtrent 135 grader vertikalt og 200 grader horisontalt).

Forbedring av FOV for utvidet virkelighet-opplevelsestall til å være et av de neste store sprangene for utvidet virkelighet å gjøre med sin neste generasjon maskinvare. Faktisk har Microsoft allerede annonsert at de har funnet en måte å mer enn doble sin nåværende FOV for sin neste generasjon HoloLens, noe som ville være et flott skritt mot å løse den største klagen folk flest har med HoloLens.

Visuals i utvidet virkelighet

I likhet med den nåværende generasjonen av virtual reality-headset, sliter nåværende augmented reality-headset med å møte høyoppløsningskravene forbrukere er vant til.

I tillegg lider mange nåværende enheter for utvidet virkelighet av dårlig okklusjon (effekten av at et objekt blokkerer et annet objekt). I utvidet virkelighet refererer okklusjon vanligvis til fysiske objekter som skjuler digitale. Du har kanskje lagt merke til dette problemet i mobilapper med utvidet virkelighet som Pokémon Go : Noen ganger er du i stand til å lage en veldig realistisk scene med Zubat svevende over bakken; andre ganger ser det ut til at Squirtle sitter halvt fast inne i en vegg. Slike bilder skyldes mangel på riktig okklusjon i utvidet virkelighet. Når okklusjon er riktig utført, kan digitale objekter plasseres nøyaktig og realistisk i et hvilket som helst forhold til objekter fra den virkelige verden - under dem, delvis bak dem, oppå dem, eller hva simuleringen krever.

HoloLens- og Meta 2- enhetene kan utføre en rimelig grad av okklusjon, og Magic Leaps demovideoer ser ut til å vise et veldig høyt okklusjonsnivå (men fordi enheten ennå ikke er sendt fra midten av 2018, er det vanskelig å forutsi om produksjonen enheten vil kunne nå den høye linjen satt i videodemoene).

Bildet nedenfor viser et skjermbilde av okklusjonen Magic Leap vist i en av de tidlige demovideoene. Det digitale hologrammet til en robot er sømløst okkludert av toppen og sidebenet på et bord. Hvis Magic Leap er i stand til å gjenskape denne troverdigheten til grafikk, kombinert med dette okklusjonsnivået i sin masseforbrukerenhet, vil det være et enormt skritt fremover for utvidet virkelighet.

Det virker kanskje ikke så mye, men tenk på det i forhold til den markørløse orienteringen. For å plassere roboten bak bordbenet, må simuleringsprogramvaren forstå 3D-rommet og ikke bare se en samling piksler. Den trenger å se scenen og kunne beregne hva som skal være i forgrunnen, hva som skal være i bakgrunnen, og hvor det digitale hologrammet skal passe inn i alt dette. Den må forstå hva "under bordet" betyr og vite hvilke deler av bordet som er lenger fremme i rommet enn andre. Det er ikke lett å få til.

Kilde: YouTube
Magic Leap demovideo.

For at utvidet virkelighet skal levere en kvalitetsopplevelse i masseforbrukerskala, vil det å løse okklusjon for dynamiske miljøer være en viktig sak å stryke ut.